题目
为测定油品重度,用如下装置,经过1管或2管输入气体,直至罐内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别量出1管通气时的Delta;h1,及2管通气时的Delta;h2。试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及Delta;h1和Delta;h2,推求油品重度的表达式。 2-|||-一进气-|||-po 1-|||-H1H2 △h-|||-油-|||-水银
为测定油品重度,用如下装置,经过1管或2管输入气体,直至罐内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别量出1管通气时的Delta;h1,及2管通气时的Delta;h2。试根据1、2两管的沉没深度H1和H2以及Delta;h1和Delta;h2,推求油品重度的表达式。
题目解答
答案
解析
步骤 1:确定压力平衡关系
当1管通气时,油品表面压力与1管底部压力平衡,即:
\[ P_{0} + \rho_{0}gH_{1} = P_{1} + \rho_{Hg}g\Delta h_{1} \]
其中,\(P_{0}\)是大气压,\(\rho_{0}\)是油品的重度,\(H_{1}\)是1管的沉没深度,\(P_{1}\)是1管底部的压力,\(\rho_{Hg}\)是水银的重度,\(\Delta h_{1}\)是1管通气时的水银压力计读数。
步骤 2:确定压力平衡关系
当2管通气时,油品表面压力与2管底部压力平衡,即:
\[ P_{0} + \rho_{0}gH_{2} = P_{2} + \rho_{Hg}g\Delta h_{2} \]
其中,\(P_{2}\)是2管底部的压力,\(H_{2}\)是2管的沉没深度,\(\Delta h_{2}\)是2管通气时的水银压力计读数。
步骤 3:消除大气压和底部压力
由于\(P_{0}\)和底部压力\(P_{1}\)、\(P_{2}\)在两个方程中都存在,我们可以通过相减来消除它们,得到:
\[ \rho_{0}g(H_{1} - H_{2}) = \rho_{Hg}g(\Delta h_{1} - \Delta h_{2}) \]
步骤 4:求解油品重度
将上式简化,得到油品重度的表达式:
\[ \rho_{0} = \frac{\rho_{Hg}(\Delta h_{1} - \Delta h_{2})}{H_{1} - H_{2}} \]
当1管通气时,油品表面压力与1管底部压力平衡,即:
\[ P_{0} + \rho_{0}gH_{1} = P_{1} + \rho_{Hg}g\Delta h_{1} \]
其中,\(P_{0}\)是大气压,\(\rho_{0}\)是油品的重度,\(H_{1}\)是1管的沉没深度,\(P_{1}\)是1管底部的压力,\(\rho_{Hg}\)是水银的重度,\(\Delta h_{1}\)是1管通气时的水银压力计读数。
步骤 2:确定压力平衡关系
当2管通气时,油品表面压力与2管底部压力平衡,即:
\[ P_{0} + \rho_{0}gH_{2} = P_{2} + \rho_{Hg}g\Delta h_{2} \]
其中,\(P_{2}\)是2管底部的压力,\(H_{2}\)是2管的沉没深度,\(\Delta h_{2}\)是2管通气时的水银压力计读数。
步骤 3:消除大气压和底部压力
由于\(P_{0}\)和底部压力\(P_{1}\)、\(P_{2}\)在两个方程中都存在,我们可以通过相减来消除它们,得到:
\[ \rho_{0}g(H_{1} - H_{2}) = \rho_{Hg}g(\Delta h_{1} - \Delta h_{2}) \]
步骤 4:求解油品重度
将上式简化,得到油品重度的表达式:
\[ \rho_{0} = \frac{\rho_{Hg}(\Delta h_{1} - \Delta h_{2})}{H_{1} - H_{2}} \]